www.automagazine.de
2/2002
M A N A G E M E N T M Ä R K T E T E C H N O L O G I E N
April
B 30470
DIGITALE FABRIK BEI DC
Johannes Rudnitzki, Dr. Hans-Joachim Schöpf,
Prof. Dr. Eberhard Haller, Helmut Petri:
Komplette Durchgängigkeit
aller Daten bis 2005 realisiert
SONDERDRUCK
SPECIAL
REPRODUCTION
Inhaltsverzeichnis
Table of Contents
Digitale Fabrik bei DaimlerChrysler: Bis 2005 realisiert
4
Einkauf: Partnerschaft senkt Kosten
Interview mit Johannes Rudnitzki,
Leiter Materialeinkauf Mercedes-Benz Pkw und Smart
11
IT: Tipps für Lieferanten
Interview mit Eberhard Cluss, Leiter IT Mercedes-Benz Pkw und Smart
12
FuE: Mehr Ideen schneller umsetzen
Interview mit Dr. Hans-Joachim Schöpf, Entwicklungsvorstand Mercedes-Benz Pkw
13
Fertigung: Integration als Zukunftssicherung
Interview mit Helmut Petri, Mercedes-Benz Pkw-Produktionsvorstand
14
Strategie: Mehr Effizienz durch digitale Welt
Interview mit Prof. Dr. Eberhard Haller,
Leiter Produktionsplanung Mercedes-Benz Pkw
15
Delmia: Dosiert einführen
Interview mit Dr. Raimund Menges, Geschäftsführer DELMIA GmbH
16
Digital Factory project at DaimlerChrysler: Realized by 2005
18
Delmia: Managing the Digital Factory
Interview with Dr. Raimund Menges, Managing Director of DELMIA GmbH
25
Ti telsto ry DC
Digitale Fabrik / Strategie
4
In drei Jahren will DC die Digitale
Fabrik realisiert sehen. Keine Pro-
duktionsanlage wird dann mehr ge-
plant, gebaut und betrieben, ohne
zuvor vollständig digital abgesichert
zu sein.
Dieser Grundsatz führt zu einer
Steigerung der Planungsqualität, da
im Gegensatz zur konventionellen
Planung sehr viel früher Lösungen
zuverlässig bewertet werden können.
Zusätzlich lassen sich mit wenig
Aufwand und in kurzer Zeit alterna-
tive Planungsszenarien entwickeln.
Denn die Digitale Fabrik unterstützt
die Auswahl der Erfolg verspre-
chendsten Alternative zu einem sehr
Bis 2005 realisiert
Eine Verkürzung der Produktions-Planungszeiten um bis zu
40 Prozent bei gleichzeitig höherer Planungsqualität und
Reifegrad, dies wird durch das Projekt ,Digitale Fabrik’ bei
DaimlerChrysler möglich. Auch steilere Produktionsanläufe
können damit erreicht werden.
Ti telsto ry DC
Digitale Fabrik / Strategie
5
frühen Zeitpunkt und verringert da-
durch die Gefahr nachträglicher Än-
derungen und Fehlinvestitionen.
Insgesamt bedeutet die Digitale
Fabrik eine Reduzierung von Kos-
ten- und Zeitaufwand bei gleichzeiti-
ger Qualitätssteigerung.
Die bestehenden Digitalisierungs-
ansätze in der Planung unterstützen
heute im Wesentlichen die Doku-
mentation der Planungsergebnisse
und weniger die eigentliche Pla-
nungstätigkeit.
Deren Schwerpunkte liegen eher
auf der Verwaltung alphanumeri-
scher Daten und nicht auf geome-
triebezogener Planung mit direktem
Produktbezug. Der eigentliche Pro-
zess der Planung mit stetiger Verfei-
nerung, dem Verfolgen mehrerer Al-
ternativen und der Auswahl der op-
timalen Variante wird heute oft noch
zu wenig unterstützt.
Mit viel Erfolg konnte Daimler-
Chrysler bereits eine Reihe neuer, di-
gitaler Standards entwickeln. Etwa
für die Umform-Simulation, die Aus-
taktung von Montagelinien oder die
Auslegung von Roboterzellen.
Bereits Mitte 2000 setzte DC das
Projekt Digitale Fabrik auf. Ziel: wei-
tere Zeit- und Qualitätspotenziale im
Produktentstehungs- und Planungs-
prozess als Innovationsführer zu er-
schließen.
Konkret soll bis 2005 die vollstän-
dige digitale Absicherung der Pro-
duktion synchron zur digitalen Absi-
cherung des Fahrzeugs erreicht wer-
den. Bildlich gesprochen muss also
zukünftig jedes Digitale Fahrzeug die
Digitale Fabrik erfolgreich – das
heißt unter Erfüllung der vorgegebe-
nen Kosten-, Qualitäts- und Termin-
ziele – passieren. Erst danach erfolgt
die Freigabe für die reale Fabrik.
Die Idee beruht darauf, von An-
fang an alle Arbeitsschritte, die Teile
und die Produktionsmittel vor dem
ersten physischen Zusammenbau
gleichzeitig rechnerunterstützt zu
entwickeln, zu planen und so in ih-
rer Wechselwirkung zu optimieren.
Die zentralen Aufgaben zur Ziel-
erreichung bestehen nun darin, die
heute vorhandenen, zum Teil sehr
guten Insellösungen zu verbinden
und die noch fehlenden Funktiona-
litäten weiter auszubauen. Dies be-
trifft nicht nur die Software, sondern
vor allem auch die Arbeitsabläufe.
Die Umsetzung der Digitalen Fab-
rik ist damit kein reines Software-
Projekt, sondern primär ein Prozess-
thema. Durch die Digitale Fabrik las-
sen sich kurze Entwicklungszeiten
absichern und weitere Produkti-
vitätssteigerungen durch eine Paral-
lelisierung von Planungs- und Ent- ➔
E-Klasse in der Schweiß-Station: Bald wird,
noch bevor ein Roboter gebaut oder figuriert
wird, seine Effizienz am Bildschirm nachge-
wiesen und optimiert. Bilder: DC
Die AP-Autoren
Dr. Emmerich F. Schiller; links
geboren am 9. Mai 1966 in
Übach-Palenberg
1993 Diplom in Wirtschaftsinge-
nieur-Wesen
1993-1998 wissenschaftlicher
Mitarbeiter am Institut für
Arbeitswissenschaft und
Betriebsorganisation
1998 Promotion zum Dr.-Ing. in
Maschinenbau und Einstieg in die
Daimler-Benz AG
1998-1999 Werkleitungs-
Assistent im Werk Rastatt
1999-2000 Direktionsassistent
Produktionsplanung Mercedes-
Benz PKW, Sindelfingen
seit 2001 Leiter der Abteilung Di-
gitale Produktionsplanung und
Projektleiter Digitale Fabrik
Wolf-Peter Seuffert
geboren am 21. Februar 1952 in
Stuttgart
1975 Diplom in Mathematik, Uni-
versität Stuttgart
1977 Eintritt in die Daimler-Benz
Aktiengesellschaft
1988 Leiter der Abteilung ,System-
gestaltung 3’
1991 Leiter der Abteilung ,System-
gestaltung Logistik’
1996 Leiter der Abteilung ,System-
gestaltung kaufmännische
Systeme, Planungsprozesse’
1999 Leiter IT-Center of Competen-
ce ,Produktionsplanung’
2000 in der Leitung des Projekts
,Digitale Fabrik’
Ti telsto ry DC
Digitale Fabrik / Strategie
6
wicklungsaufgaben erreichen.
Im Vergleich zum sequenziellen
Vorgehen werden so zeitraubende
Änderungsschleifen vermieden. Pro-
duktionsbelange können deutlich
früher in die Entwicklung einfließen.
Mit zunehmender Parallelisierung
steigen aber auch die Komplexität
und der Koordinationsaufwand. Um
sie zu beherrschen, müssen die ein-
zelnen Prozesse definiert und ver-
bindlich eingehalten werden.
Dieses leistet das Mercedes-Benz
Development-System (MDS). In ihm
sind alle Aktivitäten von der Entwick-
lung und Planung über die Werke
und Lieferanten bis hin zum Vertrieb
inhaltlich beschrieben und terminiert.
Die Grundlage des MDS bilden so
genannte Quality Gates. Dies sind
Meilensteine, an denen zu festgeleg-
ten Zeitpunkten der Prozessfortschritt
definiert und damit messbar ist. Für
jedes Quality Gate ist genau festge-
legt, welche internen und externen
Partner welche Umfänge in welcher
Qualität zu erbringen haben.
Im Grundsatz ermöglicht die Digi-
tale Fabrik eine Steigerung des Pla-
nungs-Reifegrades sowie eine Redu-
zierung von Planungsdauer und
-kosten. Im Vergleich zur konventio-
nellen Planung kann sehr viel früher
bewertet und gezielter optimiert
werden.
Dies kommt vor allem dann zum
Tragen, wenn Abhängigkeiten zwi-
schen einzelnen Zielgrößen bestehen.
Zum Beispiel bei der Flächen- und
der Logistikplanung. Oder wenn die
Komplexität so groß ausfällt, dass sie
konventionell nur schwer beherrscht
werden kann. Zum Beispiel bei der
Vermeidung von Kollisionen im Ge-
bäude-Planungsbereich oder bei der
Auslegung von Roboterzellen.
So lassen sich nicht nur Planungs-
fehler deutlich reduzieren, sondern
die Güte der Planung selbst wird ver-
bessert. Dies trägt zu einer weiteren
Absicherung der Produktionsprozes-
se und damit zur Premiumqualität
von Mercedes-Benz bei.
Die Effekte lassen sich dabei in
zwei Bereiche einteilen:
Potenziale, die sich während der
Produkt- und Produktionsentste-
hungsphase einstellen, sind zunächst
Effizienzsteigerungen in den eigent-
lichen internen und externen Pla-
nungsbereichen.
Mit der Digitalen Fabrik soll die
Produktions-Planungszeit um bis zu
40 Prozent verkürzt werden, bei
gleichzeitig höherer Planungsqua-
lität und Reifegrad.
Weiterhin wirken sich digitale
Planungsverfahren zur Absicherung
der Herstellbarkeit unmittelbar auf
einen höheren Reifegrad der Pro-
dukte und die Auslegung der Be-
triebsmittel aus, zum Beispiel bei
Presswerkzeugen.
Diese können gezielter beauftragt
werden, spätere Änderungskosten
der Werkzeuge oder Konstruktions-
änderungen an den Bauteilen wer-
den vermieden.
Zur Reduktion von Investitionen
trägt eine bessere und abgesicherte
Planung sowie die Nutzung von Stan-
dardelementen, zum Beispiel bei An- ➔
Referenzdaten
(Vorgängermodell)
Entwicklung (EP)
CAD-Daten
DMU
Prozess-
planung
Zeitanalyse
Bandbelegung
Logistik
Simulation
Ergonomie
Bemi-Planung
2D/3D-Layout-
planung
Produkt-
struktur
Produktionsplanung (PP)
Änderungs-
management
Digitaler Workflow der Montageplanung
Vor allem bei der Automatisierung von
Planungsaufgaben wird sich die durchge-
hende Digitalisierung des gesamten Produkt-
Entstehungsprozesses spürbar auszahlen. Die
Reifegrade von Produkt, Betriebsmittel und
Werkzeugen verbessern sich. Spätere Ände-
rungen an Werkzeugen, an der Konstruktion
von Bauteilen und damit verbundene Kosten
werden vermieden.
Nach Analysen des US-Beraters
AMR müssen Zulieferer aktuell
zwischen 20 und 300 verschiede-
ne Log-ins benutzen, um die Por-
tale ihrer Geschäftspartner besu-
chen zu können. Große Firmen be-
zahlen für die Nutzung und den
Betrieb dieser vielen Portal-Lösun-
gen bis zu zwei Millionen US $
jährlich. Und das zusätzlich zu
den dabei anfallenden EDI-Kos-
ten.
ren
Groschengrab Internet
Supply Network Collaboration
Zusammen mit Manugistics ent-
wickelte DC eine web-basierte
Technologie zur Vernetzung der
Lieferanten.
Damit will DC mit allen Lieferan-
ten Informationen über Bedarfs-
änderungen, Kapazitäten und De-
tailveränderungen zeitnah und in
einem geschützten Bereich des In-
ternets austauschen.
Zwei Pilotläufe fanden bereits
statt: Im spanischen Werk Vitoria
wurden 22 Zulieferer
(Lüfter,
Tanks, Sitzanlagen) aus der ersten,
zweiten und dritten Ebene ver-
netzt und im US-Werk Sterling
Heights insgesamt zehn (Türver-
kleidungen, Sitzanlagen) bis hin-
ab zur Ebene vier.
Die Erfolge der Pilot-Projekte be-
stätigen DC in dem Ziel, kollabora-
tive E-Business-Tools künftig noch
stärker in der Logistik einzuset-
zen.
ren
Ti telsto ry DC
Digitale Fabrik / Strategie
7
lagen oder Gebäudeelementen, bei.
Insgesamt konnte beispielsweise
der Mittelbedarf für alle derzeit bei
Mercedes-Benz Pkw geplanten Bau-
vorhaben durch konsequente Stan-
dardisierung im Bereich Fabrikpla-
nung bis jetzt bereits um rund 20
Prozent verringert werden, bei der
Automatisierungstechnik immerhin
noch um bis zu 12.
Überdies lassen sich die Produk-
tionsprozesse bereits vor Inbetrieb-
nahme der Fabrik rechnerunter-
stützt erheblich korrigieren. Auch
das schlägt sich in besseren Pla-
nungsergebnissen nieder.
Das Ergebnis: steilere Anläufe mit
zusätzlichen Stückzahl-Erträgen bei
geringeren Anlaufkosten. Entschei-
dend ist aber, dass sich die Ergebnis-
se der digitalen Planung unmittelbar
auch auf die Fertigungs- und die Fer-
tigungsmaterial-Kosten auswirken.
Zur Umsetzung der Digitalen Fab-
rik verfolgt die Produktionsplanung
konsequent vier ineinander greifen-
de Stoßrichtungen: Standardisie-
rung, Datenintegration, Workflow-
Management und schließlich Auto-
matisierung von Planungen.
1. Standardisierung: In der Ver-
gangenheit war es zum Teil üblich
und manchmal sogar gewollt, jeweils
projekt- und standortspezifische Lö-
sungen zu entwickeln. Vor dem Hin-
tergrund der heutigen Modellvielfalt
und zusätzlicher Standorte werden
durch dieses Vorgehen Potenziale
nicht optimal ausgeschöpft.
Heute werden die so genannten
,Best-Practice’-Fälle identifiziert und
als Standards verbindlich festgelegt.
Die Digitale Fabrik ermöglicht es,
Standards parametrisiert zu be-
schreiben und über Datenbanken zu
verwalten.
Im Rahmen der Planung können
dann ganze Hallen, Fertigungslinien,
Rohbau-Anlagen oder -Zellen bild-
lich gesprochen aus diesen standar-
disierten ,Legosteinen’ durch Anga-
be weniger Parameter zusammenge-
baut werden.
Produktionsprinzipien sind heute
weltweit einheitlich im Mercedes-
Benz Produktionssystem (MPS) be-
schrieben, zum Beispiel die Monta-
gestationen. Der MPS-Gedanke wird
durch die Digitale Fabrik in allen Pla-
nungen konsequent verankert.
Dabei sind die hinterlegten Stan-
dards und MPS-Elemente weit mehr
als einfache Bilder oder Zeichnungs-
elemente. Sie sind intelligente Ob-
jekte, die unmittelbar mit entspre-
chenden Kennzahlen, zum Beispiel
Kosten oder Leistungsgrößen, ver-
knüpft sind.
Das ermöglicht, Rationalisierungspo-
tenziale im Einkauf von Teilen und
Anlagen zu erschließen. Ein an-
schauliches Beispiel ist in diesem Zu-
sammenhang die Beschaffung von
Rollenbahnen: Früher wurden diese
jeweils neu spezifiziert, ausgeschrie-
ben und bestellt.
Heute ist es möglich, durch die
konzernweite Standardisierung mit
den entsprechenden Anbietern Rah-
menverträge abzuschließen. Verein-
facht dargestellt, erfolgt die Bestel-
lung dann über die bloße Längenan-
gabe in Metern.
2. Datenintegration: Sie zielt da-
rauf ab, in allen beteiligten Pla- ➔
Mit der web-basierten Software
,Powerway’ pusht DC das Qua-
litäts-Management und die Zerti-
fizierungs-Prozesse bei Kauftei-
len. Sie überwacht in Echtzeit spe-
zifische
Qualitäts-Maßnahmen
bei DC und den Lieferanten.
In erster Linie werden dadurch die
Prozesse bis zur Teile-Freigabe be-
schleunigt. Effizienzsteigerungen
um bis zu 50 Prozent wurden be-
reits nachgewiesen.
ren
Qualitätsmanagement
per Internet
Bis zum Herbst will Covisint – die In-
ternet-Plattform von DC, Ford, GM,
PSA und Renault/Nissan – eine Neu-
auflage des Supplier-Portals präsen-
tieren: Über eine dann gemeinsame
Schnittstelle soll das Portal die On-
line-Anwendungen von DC, den Lie-
feranten und Covisint integrieren
und einheitliche Standards für den
Zugang anbieten.
Gary Valade, Vorstand für den
weltweiten Einkauf von DC, er-
hofft sich von der Neuerung den
Wegfall zeitraubender Parallel-Be-
triebe
und
unterschiedlicher
Schnittstellen.
ren
Zweite Runde bei Covisint
Montage der E-Klasse: Durch die Digitale
Fabrik kann der Mercedes-Einkauf endgültig
sicherstellen, montagegerechte Teile zu
erhalten.
Digitale Fabrik verankert das Mercedes-Benz
Produktionssystem MPS fest in allen Planungen
Ti telsto ry DC
Digitale Fabrik / Strategie
8
nungs- und Entwicklungsbereichen
in Bezug auf Aktualität, Vollständig-
keit und Konsistenz eine erheblich
verbesserte Datenqualität zu erzie-
len.
Alle relevanten Daten werden ge-
nau einmal erfasst und über ein Da-
ten-Managementsystem verwaltet.
Dieses Ziel kann nur durch einen
durchgängigen Daten-Backbone er-
reicht werden.
Dieser bildet quasi das DV-techni-
sche Rückgrat der Digitalen Fabrik,
das alle geometrischen und alphanu-
merischen Daten von der Entwick-
lung über die Planung bis in die lau-
fende Serie, einschließlich der be-
triebswirtschaftlichen Abrechnungs-
systeme, aufnimmt.
Da die verfügbaren EDM- und
ERP-Systeme heute nicht in der Lage
sind, diese Aufgabe ausreichend zu
erfüllen, sind zunächst Zwischenlö-
sungen nötig.
Jetzt zahlen sich die Anstrengun-
gen von DaimlerChrysler der vergan-
genen Jahre aus, die grundlegenden
Systeme technisch und methodisch
standardisiert und über alle Standorte
hinweg auszulegen. Aufbauend auf
diesen Systemen, kann der weitere
Ausbau der Digitalen Fabrik bereits
auf hohem Niveau erfolgen.
Voraussetzung für hohe Daten-
qualität ist allerdings auch, dass bei
den Anwendern ein umfassendes
Verständnis für die Zusammenhänge
und Methoden vorhanden ist und
deshalb bei der Dateneingabe alle er-
forderlichen Verknüpfungen herge-
stellt werden.
Parallel zur unternehmensinter-
nen Datenintegration gewinnt mit
der zunehmenden Umsetzung der
Digitalen Fabrik auch die Integration
externer Planungspartner, Anlagen-
und Teilelieferanten an Bedeutung.
Hierfür müssen die technischen
Voraussetzungen erfüllt, aber auch
die organisatorischen Rahmenbedin-
gungen definiert sein.
Derzeit werden – analog zur Vor-
gehensweise
im Entwicklungsbe-
reich – entsprechende Engineering-
Portale aufgebaut, die einen direkten
Zugriff auf die relevanten Daten er-
möglichen.
3. Workflow-Management: Paral-
lel dazu arbeitet Mercedes-Benz be-
reits heute mit ausgewählten En-
gineering-Partnern, etwa den Fir-
men COMAU und Schenck, daran,
die
unternehmensübergreifenden
Workflows zu gestalten. Die hierbei
gewonnen Erkenntnisse werden
anschließend in einem Digitale Fab-
rik-Handbuch beschrieben, das die
Zusammenarbeit mit weiteren exter-
nen Partnern verbindlich regelt.
Die Datenintegration alleine ga-
rantiert aber noch nicht, dass die er-
forderlichen Daten auch zum richti-
gen Zeitpunkt für den zuständigen
Mitarbeiter verfügbar sind.
Aufgrund der Komplexität eines
Fahrzeug-Projektes müssen neben
der Datenverwaltung vor allem auch
die Planung, Steuerung und Über-
wachung der Abläufe gewährleistet
sein. Um dies zu erreichen, werden
in der Digitalen Fabrik eindeutige
Arbeitsabläufe, so genannte Work-
flows, definiert.
Sie stellen sicher, dass die Daten
zum richtigen Zeitpunkt in der rich-
tigen Detaillierung und im richtigen
Zusammenhang zur Verfügung ste-
hen. Vor allem Änderungen oder
Rückschritte in einem vorausgehen-
den Planungs- oder Entwicklungs-
schritt müssen hierbei berücksichtigt
werden.
Im Idealfall bekommt der zustän-
dige Planer automatisch die für ihn
relevante Information oder eventu- ➔
Jahr -6 Jahr -5 Jahr -4 Jahr -3 Jahr -2 Jahr -1
Jahr 1 Jahr 2 Jahr 3
Kammlinie
Jahr 4 Jahr 5 Jahr 6
Produkt- & Produktionsentstehung
I
A
Produktion
Reduzierung
Fertigungsmaterialkosten
Reduzierung Fertigungskosten
effizienatere
Bemi-Beschaffung
geringeres
Invest.
effizientere
Dienstleister
Effizientere Planungsprozesse
Ertrags-
steigerung
Änd.-
kosten
Nacharb.
Mehrmat.
Nutzen der Digitalen Fabrik
Die durchgehende Digitalisierung aller Produkt-Entstehungs-
prozesse eröffnet Potenziale zur Kostensenkung in allen
Prozess-Schritten. Die Produktions-Planungszeit sinkt um
bis zu 40 Prozent; Planungsqualität und Reifegrad steigen.
Helfer für die Digitale Fabrik
Angesichts der hohen Komple-
xität der Projekte ,Digitale Fabrik’
und angesichts der von Zulieferer
zu Zulieferer teils extrem diver-
gierenden Ausgangssituationen,
kann es ,den’ ultimativen Helfer
nicht geben, und jeder Tipp wäre
vermessen.
Einige Fakten jedoch könnten der
Kommunikation bei der Helfer-Su-
che dienen. Mit den Firmen COM-
AU und Schenck etwa arbeitet DC
bereits
an ersten unterneh-
mensübergreifenden Workflows
für die Digitale Fabrik.
Und als einen zentralen Partner in
Sachen Software wählte Merce-
des die Dassault-Tochter Delmia.
Ihr Schwerpunkt: Werkzeuge zur
Visualisierung von Planungsauf-
gaben in der Montage, bei Power-
train und im Rohbau.
Im Übrigen rüsten sich alle
großen Software-Häuser wie T-Sy-
stems, IBM, HP, Tecnomatix oder
Unity für die komplexe Problem-
stellung der Digitalen Fabrik.
Auch Berater wie Agiplan oder
Edag profilieren sich.
ren
Zulieferer müssen jetzt ihre
Prozesse zügig angleichen
Ti telsto ry DC
Digitale Fabrik / Strategie
9
elle Änderungen weitergeleitet.
Hierdurch werden Änderungen
nicht nur dokumentiert, sondern in
Echtzeit auch bereit gestellt.
Die tatsächlich erlebbare Daten-
qualität nimmt zu. Die Grundlage für
die Workflow-Definition bildet der
MDS-Prozess. Hierbei wird die bishe-
rige sequenzielle Arbeitsweise nicht
einfach digitalisiert, sondern auf der
Basis der neuen Möglichkeiten und
Anforderungen weiterentwickelt.
Insbesondere die Notwendigkeit,
frühzeitig die eigenen Daten an zent-
raler Stelle offen zu legen, fordert
von allen Beteiligten ein grundle-
gendes Umdenken in der bisherigen
Zusammenarbeit.
4. Automatisierung von Pla-
➔
2001
2002
2003
2004
2005
…
Baureihe 6
Baureihe 5
Baureihe 4
Baureihe 3
Baureihe 2
Baureihe 1
Kopplung
■ Schnelle Bereitstellung
von DV-Funktionalität
■ Automatisierung einzelner
Planungsaufgaben
■ Datenaustausch über
Schnittstellen
Integration
■ Prozesssteuerung über
best-practice Workflows
■ Generative Planung
■ Datenmanagement
Vernetzung
■ Erweiterte, an MB
Workflows angepasste
DV-Funktionalität
■ Hohe Automatisierung
von Planungsaufgaben
Umsetzungsstand/Nutzen
Digitale Fabrik
■ Datenaustausch über
Verbindungstechnologie
Roll-out der Digitalen Fabrik
nungsaufgaben:
Zeitaufwändige
Routinetätigkeiten können – sei es
bei der Planung von Arbeitsabläufen
oder Anlagen – automatisch erledigt
werden. Viele Daten lassen sich bei
einer digitalen Planung automatisch
aus den bereits vorliegenden Daten
generieren.
Hierzu zählen etwa Kollisions-
und Zugänglichkeits-Betrachtungen,
zum Beispiel im Gebäudebereich
oder aber bei der Auswahl von
Schweißzangen aus einem definier-
ten Katalog von Standardzangen.
Diese Routinevorgänge benötigen
bei einer konventionellen Vorge-
hensweise in der Regel die meiste
Zeit und sind dennoch nicht selten
mit Fehlern behaftet. Erfahrungen
aus dem Rohbau-Bereich zeigen,
dass bei der ersten manuellen Zuord-
nung von Schweißpunkten mit einer
nicht zu vernachlässigenden Fehler-
quote gerechnet werden muss.
Dies verursacht später erhebliche
Änderungskosten. Schätzungen be-
ziffern die für nicht oder falsch ge-
setzte Schweißpunkte nachträglich
verursachten Kosten auf über 50 000
Euro, wenn in die Ablauf-Struktur
der aufgebauten Rohbau-Anlage
eingegriffen werden muss.
Weitere Beispiele sind die automa-
tische Dimensionierung von La-
dungsträgern aus den Fahrzeug-Geo-
metriedaten oder Zeitstudien auf der
Basis von DMU-Untersuchungen.
Mittelfristig besteht die Zielset-
zung darin, eine ,80-Prozent-Lö-
sung’ der zu planenden Umfänge au-
tomatisch ,per Knopfdruck’ erstellen
zu können. Die Idee ist hierbei,
durch die Variation von einzelnen
Parametern praktisch ohne Aufwand
in kurzer Zeit alternative Planungs-
Szenarien zu entwickeln und mitei-
nander zu vergleichen.
Das unterstützt die frühzeitige
Auswahl der erfolgversprechensten
Alternativen und verringert so die
Gefahr späterer Änderungen und
Fehlinvestitionen.
Dieses Vorgehen entspricht zwar
mehr oder weniger dem eines erfah-
renen Planers. Durch die Digitale
Fabrik wird es jedoch möglich, es zu
formalisieren und mit den einzelnen
Werten auf sehr einfache Weise zu
,spielen’, solange, bis ein optimales
Ergebnis gefunden wird.
Auch Produktänderungen, die sich
während der Entwicklungsphase er-
geben, lassen sich dadurch deutlich
einfacher in ihrer Auswirkung auf die
Produktionsplanung behandeln.
Das Ineinandergreifen der vier
Stoßrichtungen definiert dann den
Gesamt-Workflow. In der Montage-
planung wird er bereits operativ ein-
gesetzt – gemeinsam entwickelt von
DC und der Firma Delmia aus dem
Dassault-Verbund.
Identische Vorgehensweisen wer-
den derzeit zum Beispiel für den Ka-
rosseriebau, das Presswerk oder den
Bereich Powertrain umgesetzt. Aus-
gangspunkt sind die Struktur- und
Geometriedaten des Fahrzeugs.
Im Rahmen von DMU-Untersu-
chungen werden neben den bisheri-
gen Packaging-Betrachtungen un-
mittelbar auch die planungsrelevan-
ten Informationen abgeleitet. Paral-
lel zum virtuellen Zusammenbau er-
folgt die Überprüfung der Montier-
In einer 44-seitigen Broschüre
fasst DC die Ergebnisse der globa-
len E-Business-Strategie zusam-
men. Sie dokumentiert, wie DC
das Internet zur Restrukturierung
interner und externer Prozesse
einsetzt und seine Wertschöp-
fungs-Kette von der Vorentwick-
lung über die Lieferanten bis hin
zum Vertrieb im Rahmen von
DCXNET vernetzt.
Der Report zeigt auf, in welchem
Maß
Prozess-Optimierungen,
Zeit- und Kosteneinsparungen
realisiert werden konnten. Er
steht
als
Download
unter
www.dcx.net zur Verfügung.
ren
Der E-Business-Report
DaimlerChrysler plant, die volle Umsetzung
der Digitalen Fabrik in den heute voraus-
gedachten Umfängen bis zum Jahr 2005
abzuschließen.
Ingenieure legen ihre Arbeit nicht gerne früh
und unfertig vor – sie müssen jetzt umdenken
Ti telsto ry DC
Digitale Fabrik / Strategie
10
barkeit unter technischen und ergo-
nomischen Gesichtspunkten. Ar-
beitsvorgänge (AVOs), erforderliche
Betriebsmittel (BEMI) und Ferti-
gungszeiten werden ermittelt.
Die Dokumentation der Ergebnis-
se erfolgt in so genannten Vorrang-
graphen. Auf dieser Basis wird auto-
matisch eine Bandbelegung durch
den Rechner ermittelt.
Hierbei werden die wesentlichen
Planungsrestriktionen, wie Karosse-
rieansprache, mögliche Montage-Rei-
henfolgen, maximale Taktzeit und
andere Kennziffern berücksichtigt.
Da im Ergebnis dieses Planungs-
schritts alle relevanten Informatio-
nen vorliegen – im Wesentlichen
muss feststehen, welcher Arbeitsvor-
gang mit welchem Material an wel-
cher Station ausgeführt wird – kön-
nen auch die nachfolgenden Planun-
gen automatisch erfolgen. Beispiels-
weise eine Layout-Planung oder eine
Materialfluss-Simulation.
Zwischen den einzelnen Pla-
nungsschritten sind jederzeit Rück-
kopplungen möglich, um zum Bei-
spiel aus dem Zusammenspiel von
Prozessplanung und Produktent-
wicklung optimale fertigungsgerech-
te Lösungen zu entwickeln.
Nach rund einem Jahr Projekt-
Laufzeit erfolgt bei Mercedes-Benz
jetzt bereits der Roll-out der Digitalen
Fabrik in die ersten Fahrzeugprojekte.
Eine besondere Herausforderung
besteht dabei darin, dass die heute
am Markt verfügbaren DV-Systeme –
in Bezug auf Funktionalität und In-
tegration – dem Anspruch einer Di-
gitalen Fabrik noch nicht voll ge-
recht werden.
Das bedeutet: Parallel zum Roll-
out muss eine permanente Weiter-
entwicklung in Richtung der Daim-
lerChrysler-Vision einer Digitalen
Fabrik erfolgen.
Ziel ist es, nicht erst nach einer
langen Spezifikations- und Entwick-
lungsphase des kompletten Systems
in den operativen Betrieb zu gehen
(Hebellösungen), sondern im Rah-
men der verfügbaren Möglichkeiten
mit abgesicherten Teillösungen früh-
zeitig die ersten Potenziale in den be-
reits laufenden Fahrzeug-Projekten
zu erschließen.
Wohl gemerkt: Es geht um die In-
tegration sowie die Weiterentwick-
lung der bestehenden Welt und
nicht um deren Ablösung. Die end-
gültige Umsetzung der Digitalen Fab-
rik erfolgt daher in drei Stufen, ge-
koppelt an die jeweils aktuellen
Fahrzeugprojekte.
In der momentanen Kopplungs-
phase steht eher die schnelle Bereit-
stellung der vorhandenen Funktiona-
litäten im Vordergrund. Der Daten-
austausch erfolgt über Schnittstellen,
einzelne Planungsaufgaben können
automatisiert durchgeführt werden.
Ab Mitte 2002 werden dann sei-
tens der Systemhäuser die ersten
Funktionalitäten vorliegen, die spezi-
ell für die spezifischen Workflows von
DC entwickelt wurden und zusätzli-
che Funktionsumfänge besitzen.
Vor allem bei der Automatisie-
rung von Planungsaufgaben werden
dadurch weitere Fortschritte erzielt.
Hiervon werden die nächsten aktuell
in der Planung befindlichen Fahr-
zeug-Projekte profitieren.
Die volle Umsetzung der Digitalen
Fabrik in den heute vorausgedach-
ten Umfängen ist für das Jahr 2005
geplant. Ausgehend von den techni-
schen Weiterentwicklungen ist dann
eine umfassende Steuerung des digi-
talen Planungsprozesses über durch-
gängige Workflows möglich.
Weiterhin soll bis dahin der Auf-
bau des Daten-Backbones im Wesent-
lichen abgeschlossen sein. Damit wird
gleichzeitig die Basis für eine umfas-
sende automatisierte beziehungswei-
se generative Planung gelegt.
Die Digitale Fabrik wird damit eine
der zentralen Zukunftstechnologien
der nächsten Jahre sein. Sie wird in
gleicher Weise wie die konsequente
Einführung der geschlossenen CAD-
Kette maßgeblich dazu beitragen, die
Wettbewerbs-Fähigkeit von Daimler-
Chrysler und den Lieferanten in Zu-
kunft weiter auszubauen.
➔
Im Jahr 2001 beschaffte DC ein
Einkaufsvolumen von rund zehn
Milliarden Euro in 510 Online-Bie-
teverfahren – also ein Drittel des
Volumens, das 2001 in neuen Auf-
trägen vergeben wurde. Im Mai
2001 lief das bislang größte Bid-
ding: 3,5 Milliarden Euro in vier
Tagen.
Bei Chrysler wurden insgesamt
43 Prozent des Gesamtwertes der
Teile für eine künftige Modellrei-
he online verhandelt. Dazu liefen
allein im dritten Quartal 2001
über 50 Biddings.
Dr. Rüdiger Grube, als stellvertre-
tendes Vorstandsmitglied zustän-
dig für die Konzernstrategie, will
die Preiseffekte, die per Bidding
erzielt wurden, nicht beziffern.
Aber: Die Durchlauf-Zeiten im Ein-
kauf seien damit um 80 Prozent
reduziert worden.
ren
E-Business bei DC
OEMs und Digitale Fabrik
Alle deutschen Automobil-Her-
steller treiben derzeit Projekte im
Sinne der Digitalen Fabrik voran.
Sie starteten alle im Schnitt vor
zwei Jahren.
Die einzelnen OEMs setzen unter-
schiedliche Schwerpunkte bei ih-
rer Vorgehensweise. Was dann
natürlich zu unterschiedlichen
Implementierungs- und Realisie-
rungs-Prozessen führt.
Auch die ausländischen Autobau-
er ziehen mit. Allen voran Toyota.
Die Japaner sehen die Digitale Fa-
brik als strategische Evolution des
Toyota-Produktionssystems.
Toyota dürfte – so erste Insider-
Meinungen – bei Genauigkeit und
Gründlichkeit bei der Daten-Inte-
gration schon sehr weit sein – die
Fortsetzung von Lean-production
läuft.
ren
Die Digitale Fabrik gilt als eine der zentralen
Zukunfts-Technologien in den nächsten Jahren
Titelstory DC
Digitale Fabrik / Einkauf
11
Herr Rudnitzki, die Digitale Fabrik kann ihre Vorteile nur bei
Durchgängigkeit aller Datenwelten realisieren. Durchgängig
also auch hin zu den Mercedes-Lieferanten. Erweitert sich nun
die Liste Ihrer Kriterien für einen Einkaufs-Entscheid?
Mit ein ganz wichtiges Kriterium war für den Einkauf
ja schon immer die Management-Kompetenz unserer
Zulieferer. Und da wird es nun natürlich zu einer Er-
weiterung kommen. Denn bei dem Zulieferer, bei dem
wir bessere Daten-Transparenz und -Konsistenz erhal-
ten, müssen wir uns zwangsläufig wohler fühlen.
Warum zwangsläufig?
Zum einen, weil der Teile- oder der Maschinen-Liefe-
rant uns alle avisierten Produkt- und Prozess-Eigen-
schaften nun im digitalen Produkt-Datenschatz prozess-
technisch belegen kann. Zum anderen favorisieren wir
ja ein web-basiertes Einkaufs-Management. Das ist ja
nichts anderes, als die Abmachung, digital zusammen-
zuarbeiten. Und die Digitale Fabrik ist nichts anderes,
als die logische Weiterführung dieser Entscheidung.
Also wird die Digitale Fabrik grundsätzlich an der Einkaufs-
Philosophie von Mercedes nichts ändern?
Richtig. Wir werden uns zusammen mit unseren Zuliefe-
rern aber sehr viel früher konstruktiv austauschen, wie
das Kaufteil aussehen muss und werden das Kaufteil in
digitaler Form ebenfalls sehr frühzeitig zur Simulation in
unseren Produktions-Planungsbereich einspielen.
Was gewinnen Sie dadurch?
Die nötige Zeit für bereichsübergreifende Kommuni-
kation. Sprich: Rückkopplung des betreffenden Kauf-
teils zu unserer Entwicklung oder zu unserer Produk-
tionsplanung. So, wie man sich heute die Entwick-
lung nicht mehr ohne CAD vorstellen kann, so wird
und muss es bald in allen Planungs-Bereichen sein.
Wer sich nicht auf diese neue Welt einstellt, der muss
mit klaren Nachteilen im Wettbewerb rechnen.
Die Digitale Fabrik sichert einerseits ab, dass der Ein-
kauf nur noch das fertigungs- und montagegerechte
Bauteil beschafft. Und andererseits kann bereits im
Einkauf das Thema Varianz und Komplexität besser
diskutiert werden. Und das halte ich für zwingend.
Denn beide wirken sich signifikant nicht nur auf die
Struktur und die Wirtschaftlichkeit unserer Montage-
prozesse aus, sondern auch auf die unserer Zulieferer.
Digitale Fabrik als Kosten-Tool?
Nicht in dem Sinne, den Sie meinen. Aber die Digitale
Fabrik wird Prozess- und Produkteigenschaften mit
Prozess-Daten hinterlegen. Damit stellt sie die Preisge-
staltung des Kaufteils auf objektive Daten und verdeut-
licht, inwieweit ein Preis wettbewerbspolitisch ge-
streamt wurde. Die Digitale Fabrik wird alle Zielabwei-
chungen klar prozesstechnisch belegen. Auch die Ab-
weichung von einem einmal vereinbarten Zielpreis.
Somit schafft die Digitale Fabrik den Gläsernen Lieferanten?
Durch mehr Transparenz wird die Partnerschaft ge-
winnen. Nur eine bessere Transparenz wird im Sinne
der Wettbewerbs-Sicherung gravierende Verbesserun-
gen schnell erzielen lassen. Die Digitale Fabrik ver-
schafft unserem Zulieferer frühere und tiefere Ein-
blicke in das Innerste unserer Prozess-Planungen.
Aber das sehe ich nicht als einen für uns negativen Ef-
fekt, sondern im Sinne von Dazulernen als einen posi-
Partnerschaft
senkt Kosten
Die frühere Einbindung des Zulieferers sieht
Einkaufschef Johannes Rudnitzki zusammen
mit einem sehr schnellen und weit vor der
Hardware einsetzenden, durchgängigen
Datenaustausch als Basis für eine neue Qua-
lität der simultanen Planung: Das Prinzip
der Digitalen Fabrik ersetzt alle sukzessiven
Abläufe konsequent und verwirklicht bessere
Wirtschaftlichkeiten.
Johannes Rudnitzki, Leiter
Materialeinkauf Mercedes-
Benz Pkw und Smart: „Die
Digitale Fabrik benötigt we-
niger Iterationsschleifen bis
zum endgültigen Produkt.
Dies werden auch unsere
Zulieferer auf der Habensei-
te verbuchen.“
Bild: AP
➔
Der Einkauf von Mercedes-Benz Pkw
Johannes Rudnitzki: Leiter Materialeinkauf
Mercedes-Benz Pkw und Smart
Ola Källenius: Powertrain
Harald Brunini: Elektrik/Elektronik
Christoph Seyfarth: Interior
Robert Schott: Exterior
Frank Deiss: Chassis
Dr. Gerd Schlaich: Strategie/Controlling
Reiner Genes: Smart
Joachim Tostdorff: USA
Titelstory DC
Digitale Fabrik / Einkauf
12
➔
tiven für alle Beteiligten.
Sie sehen die Digitale Fabrik also als Investition in die Zu-
kunftssicherung. Investitionen aber bedeuten auch, dass Ka-
pital in die Hand genommen werden muss?
Fokussiert auf einen Mosaikstein des gesamten Bildes
stimmt der Aspekt der Mehraufwendungen. Die sehe
ich aber als eine Vorleistung unserer Lieferanten, die
wir von ihnen auch erwarten. Und da nicht nur wir
das Projekt der Digitalen Fabrik vorantreiben, werden
die Zulieferer mit dieser Erwartungshaltung nicht nur
im Mercedes-Einkauf konfrontiert. Zulieferer, die
Angst vor Transparenz durch Digitale Fabrik haben,
leben Partnerschaft nur halb ehrlich.
Angesichts sich stetig verkürzender Produkt-Zyklen erhebt
sich aber nun ein weiteres Mal für Zulieferer das Problem, kei-
nen schnellen Return-on-Investment erzielen zu können?
Wenn der Zulieferer in die Digitale Fabrik investiert,
investiert er durch die stärkere Prozess-Orientierung
und den intensiven und schon ins Vorfeld verlegten
Daten- und Meinungs-Austausch in seine Wettbe-
werbs-Stärke. Und: Auch wir verdienen Teile unserer
Investments nicht sofort.
Unsere Lieferanten müssen ihre Fertigungen ebenso
optimieren wie wir. Sonst bleiben die Optimierungen
partiell und zahlen sich nicht aus. Eine Trennung der
Prozess-Welten in inhouse und extern halte ich für
nicht mehr zulässig.
Wo sehen Sie die dauerhaften Einsparungen, die der Zuliefe-
rer durch Investitionen in die Digitale Fabrik realisieren kann?
Ich sehe ,savings’ unter anderem durch Prozess-Be-
schleunigungen in der Entwicklung, durch Absiche-
rung der Fertigungsprozesse, durch Senkung von
Hardware-Kosten durch die vielschichtigen Simula-
tionen oder auch in der Reduzierung der Musterteile.
Wie wird im Rahmen der Digitalen Fabrik eine Zulieferer-Inte-
gration aussehen?
Der Datenaustausch erfolgt über ein Lieferanten-Portal.
Es wird eindeutig definierte Schnittstellen als Grundla-
ge des standardisierten Daten-Austauschs geben.
Wie wird sich die Digitale Fabrik auf die Lieferanten von Werk-
zeugen und Anlagen auswirken?
Da gibt es keine nennenswerten Unterschiede zu den
Auswirkungen auf die Teile-Lieferanten. Und das gilt –
künftig in steigendem Maß – auch für die Zulieferer
von Elektronik und Software.
ren
Tipps für Lieferanten
In drei Jahren will DC das Projekt ,Digi-
tale Fabrik’ bereits abgeschlossen se-
hen. Dazu aber müssen externe Part-
ner nach- und mitziehen. IT-Chef Eber-
hard Cluss skizziert, wer was wie an-
packen sollte:
■ Die IT-Landschaft erweist sich ex-
tern und DC-intern als reif für die
Digitale Fabrik. Die Basis ist vorhan-
den, und nun muss zur Realisierung
eine Evolution einsetzen.
■ Einer der ersten Schritte dabei: Die
Lieferanten von Planungsleistungen
oder Anlagen müssen Vorausset-
zungen schaffen, um digital mit DC
kommunizieren zu können.
■ Die Digitale Fabrik ist ein klares Pro-
zess-Thema. Eine Realisierung kann
nur stufenweise über einen Zeit-
strahl hinweg erfolgen. Eine so ge-
nannte Hebel-Lösung wäre schwie-
rig und risikoreich.
■ Das Gesamtkonzept muss sowohl
die Software- als auch die Hard-
ware-Seite berücksichtigen. Es soll-
te sich aus Standard-Bausteinen zu-
sammensetzen.
■ Bei Mercedes-Benz Pkw bilden fol-
gende
Basis-Datenbestände
die
Grundlage für die Digitale Fabrik:
■ Produkt-Dokumentation/Stückliste,
■ Produktgeometrie-Daten (Catia),
■ Engineering-Data-Management,
■ Werk- und Gebäudedaten (Micro-
■ station-Technologie),
■ Prozessdaten,
■ Betriebswirtschaftliche Daten (SAP).
■ Grundsätzlich empfehle ich, dass
bei derartigen Projekten immer
zwei Kompetenzbereiche bei der
Konzept-Definition eng zusammen
arbeiten: der jeweilige Prozess-Ver-
antwortliche und ein Verantwortli-
cher aus der Informations-Technik
(IT). Nur gemeinsam werden beide
erfolgreich sein.
■ Prozess-seitig sollte jeweils ein ,Pro-
zess-Generalist’ zum Partner der IT
bestimmt werden, da nicht einzelne
Funktionen, sondern die Gestaltung
eines durchgehenden Prozesses im
Zentrum der Konzeption stehen.
■ Die Beiträge der IT sind:
■ Einbringung des IT-Know-hows in
den technischen Prozess,
■ Festlegung und Erstellung einer
IT-Gesamt-Architektur,
■ Überführung einer jeden Projekt-
Stufe von der Test- in die Integra-
tionswelt und in die Produktions-
Umgebung,
■ Gewährleistung der Lieferanten-
Anbindung.
■ Ähnlich wie Quality-Gates den Pro-
zess der Fahrzeug-Entwicklung ab-
sichern, wird die Einführung von
IT-Systemen wie die Digitale Fabrik
ebenfalls
über
Quality-Gates
überprüft.
■ Als erste Anlaufstelle für die Vorbe-
reitungen der Digitalen Fabrik bie-
ten sich Systemhäuser an, die be-
reits entsprechende Kompetenz
aufgebaut haben.
ren
Eberhard Cluss, Leiter IT Mercedes-
Benz Pkw und Smart: „Bei der
Planung einer Digitalen Fabrik sollte
die Durchgängigkeit des Gesamtkon-
zeptes Priorität vor Einzelfunktionen
haben.“
Bild: AP
Titelstory DC
Digitale Fabrik / FuE
13
Herr Dr. Schöpf, 3D-Datensätze gehören in der Entwicklung
zum Tagesgeschäft. Bietet Ihnen die Digitale Fabrik Neues?
Die Digitale Fabrik setzt das fort, was in der Entwick-
lung schon länger Anwendung findet. Für einen
durchgängig abgesicherten Produkt-Entstehungspro-
zess ist die digitale Definition der Fabrik, in der das
Fahrzeug später gefertigt werden soll, eine logische
Weiterentwicklung.
Auto und Fabrik sozusagen auf Floppy – ist das Ihre Vision?
Kurz gefasst: in der frühen Phase, ja. Parallel zum Ent-
stehen der Datensätze für das virtuelle Auto oder
Aggregat müssen auch seine späteren Fertigungs-Ein-
richtungen digital festgelegt und abgesichert werden.
Wo liegt der Nutzen dieser Vorgehensweise?
Nur eine durchgängige Digitalisierung mit entspre-
chendem Datenmanagement ermöglicht die gleichzei-
tige Optimierung von Produkt und Prozess. Zudem
lässt sich ein schnelles und präzises Änderungs-Mana-
gement realisieren.
Das sehe ich als großen Vorteil, denn jeder Entwick-
lungsprozess kennzeichnet sich durch mannigfaltige
Änderungen, die aus dem Markt, der Funktion, dem
Wettbewerb oder der Produzierbarkeit resultieren.
Was ändert sich konkret?
Mit der Digitalen Fabrik werden wir signifikante Vor-
teile bei den Kosten und bei der Qualität produkt-
optimierender Änderungen erreichen.
Ein Beispiel: Die Konstruktion eines Fahrzeugs wird
heute zu einem vergleichsweise späten Zeitpunkt in
taktgerechte Stationsschritte zerlegt. Umgekehrt wird
es die digitale Fabrikplanung ermöglichen, Zielvorga-
ben der Konstruktion zur frühen Auflösung in Mon-
tage-Taktzeiten zu erarbeiten.
Dabei aber sollte man nicht vergessen, dass heute
schon etwa bei Motoren und Getrieben sowohl das
Bauteil als auch das Werkzeug und der Fertigungs-
Prozess simultan konstruiert, berechnet, simuliert und
geplant werden. Wir nennen das Engineering Data
Management, EDM.
Was sehen Sie als Schiene dieses Datenverbundes?
Den Willen aller Beteiligten und die sich zunehmend
verbreitende Catia-Pipeline intern und bei unseren
Lieferanten.
Wenn die Digitale Fabrik sozusagen per Knopfdruck Prozesse
optimiert, dann fällt diese Tätigkeit ja bei den Ingenieuren
weg. Wird die Digitale Fabrik zum Job-Killer?
Die komplett virtuelle Welt wird alle Entwickler und
Planer dank ihrer Mechanismen von Routinen befrei-
en. Rein rechnerisch dürfte der Output um mehr als
zehn Prozent steigen. Die frei werdende Kapazität
aber benötigen wir dringend für deren Kreativität.
Und das ist doch das eigentliche Feld eines Ingenieurs.
Die Digitale Fabrik wird nicht zum Abbau von Ar-
beitsplätzen führen, sondern zu mehr Effizienz und
frühzeitiger Produkt- und Prozess-Reife.
Dabei kann ich aber nur warnen: Virtuelle Prozesse
verleiten zu dem Glauben, alles liefe von selbst. Aber
auch und gerade die virtuelle Welt benötigt hoch-
qualifizierte und stark kreative Menschen.
Entwickler kommen gerne mit dem fertigen Produkt aus
ihrem Kämmerlein. Die Digitale Fabrik aber funktioniert nur
bei frühzeitigem Offenlegen?
In der Entwicklung läuft das schon so. Dort wird lieber
zwei Mal im virtuellen Raum nachgedacht, bevor man
das erste Mal Hardware in die Hand nimmt. Diese
Denkweise wird nun zunehmend auch in allen anderen
Bereichen und bei unseren Lieferanten Einzug halten.
Das bedeutet aber auch, dass man sich früher in die
Karten schauen lassen muss. Nur so erlangen wir mit
der digitalen Welt bestmögliche Wirtschaftlichkeit und
Qualität.
So zu arbeiten, bereitet unseren Ingenieuren mehr
Spaß, als wir ursprünglich dachten. Denn wer ändert
schon gerne nach drei Monaten an zehn Stellen,
wenn es unter Kenntnis der Zusammenhänge nur ei-
ne Änderung nach drei Tagen auch getan hätte?
ren
Mehr Ideen schneller umsetzen
Für Entwickler gehören produktions- und
montagegerechte Konstruktion ihres
Produktes zum Job. Wie gut sie für die
Produktion entwickelten, stellte sich dann
beim Anlauf der Fabrik heraus. Diesen Check
aber soll die Digitale Fabrik nun ganz am
Anfang aller Planungen ermöglichen. Nur so
werden für Dr. Hans-Joachim Schöpf neue
Ideen und Produkt-Änderungen schnell und
wirtschaftlich realisierbar.
➔
Dr.-Ing. Hans-Joachim Schöpf,
Entwicklungsvorstand Merce-
des-Benz Pkw: Neue Ideen
verursachen Änderungen am
Prozess, an der Maschine, am
Werkstoff. Die Digitale Fabrik
wird dazu beitragen, alle Än-
derungen zu verringern und
wirtschaftlicher ablaufen
lassen.
Bild: DC
Titelstory DC
Digitale Fabrik / Fertigung
Herr Petri, für Sie als Produktionschef gehört der Umgang mit
digitalen Daten – etwa in der Logistik, bei PPS oder CNC-
Maschinensteuerungen – längst zum Alltag. Welche Daten
soll das Projekt ,Digitale Fabrik’ zusätzlich verschaffen?
Es geht bei der Digitalen Fabrik nicht in erster Linie
um Datenarten oder um die Generierung neuer Da-
ten. Wir starteten das Projekt, da wir ganz klar er-
kannten, dass wir mit der Informations-Technologie
IT nicht nur die Produkt-Entwicklung optimieren
können, sondern den gesamten Prozess der Produkt-
Entstehung.
Welche Vorgehensweise ergibt sich für die Produktion aus
dieser Erfahrung?
Wir digitalisieren den gesamten Produkt-Entwick-
lungsprozess und werden diesen auf Basis dieser digi-
talen Daten komplett und durchgängig vernetzen.
Ohne dass auch nur ein Stück Hardware vorliegt,
werden wir dadurch das Fabrik-Umfeld, die Infra-
struktur der Fabrik, ihre Ausrüstung, ihre Vorrichtun-
gen und Werkzeuge sowie die Integration der Teile im
Sinne einer Optimierung simulieren können.
Das Stichwort wäre also: Optimierung durch Vernetzung?
Bislang arbeitete die Produktionsplanung sowohl bei
uns wie auch bei unseren Komponenten- und Maschi-
nen-Lieferanten in einer Welt, die sich durch viele In-
sellösungen kennzeichnete. Jeder simulierte und opti-
mierte dort für sich: der Produktionsplaner, der Anla-
genlieferant, der Logistiker, der Teilehersteller.
Und jeder setzte dazu sein spezielles Tool ein. Diese
Vielfalt aber führt zu Ineffizienzen ebenso wie zu Kom-
munikations-Brüchen. Und daher geht es nun darum,
diese gesamte Landschaft durchgängig zu gestalten.
Und zwar unter Sicherstellung des permanenten Echt-
zeit-Zugriffs auf die Gesamtheit aller Datenmengen
durch jeden an der Produktentstehung Beteiligten.
Nun existiert ja das MPS Mercedes-Produktionssystem, auf
dessen Basis der SL im Werk Bremen sehr erfolgreich anlief,
und alle Folgetypen – wie aktuell die neue E-Klasse – anlaufen
werden. Bis Ende 2002 soll es in alle Werke implementiert
werden. Muss es angesichts des Projektes ,Digitale Fabrik’
umgeschrieben werden?
Unser MPS lebt in erster Linie von der konsequenten
Standardisierung aller Prozesse. Gerade sie ist eine
Grundvoraussetzung, um diese digital abbilden zu
können. Damit ist MPS eine Grundlage für die Digita-
le Fabrik.
Also ändert die Digitale Fabrik grundsätzlich auch nichts an
bewährten Fabrikstrukturen oder Automationsgraden?
Nein. Beispielsweise bleibt etwa die generelle Struktur
eines Roboters oder einer Montageeinrichtung erhal-
ten. Die durchgängige Vernetzung bei der Digitalen
Fabrik aber optimiert alle Einrichtungen und Prozes-
se, verbessert daher die Prozessqualität und somit die
Produktqualität. Wir werden beispielsweise auch sehr
viel sicherer festlegen können, wo wir mehr oder we-
niger automatisieren müssen.
Durch Fabrik-Simulation im Vorfeld?
Entscheidend ist, dass wir auch Details frühzeitig digi-
tal definiert erhalten. Jedes Zulieferteil etwa muss in
seiner digitalen Definition auch bereits die Machbar-
keits-Nachweise hinsichtlich des Werkstoffes, des
Werkzeugs, der Fertigungsprozesse und hinsichtlich
der kollisionsfreien Montagefähigkeit enthalten. Alle
einzelnen Datenpakete werden dann gegeneinander
gespielt und bei Nichtharmonie unter rückkoppelnder
Vernetzung mit allen anderen Details optimiert.
Jeder Beteiligte wird sich dann aber sehr früh öffnen müssen?
Es entsteht eine neue Qualität des Simultaneous
Engineering. Wer an einem Tag seinen Anteil am Pro-
jekt um zehn Prozent voran bringen konnte, gibt die-
se zehn Prozent abends per digitalem Datensatz an al-
le anderen weiter. Und die können damit sofort wei-
ter arbeiten. Und sparen damit viel Zeit und unnötige
Hardware-Änderungsschleifen.
ren
14
Integration als
Zukunftssicherung
Helmut Petri, Produktionsvorstand von
Mercedes-Benz Pkw, erklärt den Zwang zur
Digitalen Fabrik mit einer Metapher: Eine
Fabrik ohne IT-Systeme sei wie ein Mensch
ohne Sprache. Und eine Fabrik ohne durch-
gängige Vernetzung ihrer vielen IT-Systeme
sei wie ein gut trainierter Körper, dem die
Nervensysteme zum Ansteuern und Ein-
setzen der ausgebildeten Muskeln fehlen.
Mercedes-Benz Pkw-Pro-
duktionsvorstand Helmut
Petri: „Es wäre kontrapro-
duktiv – wie bei 3D-CAD
schmerzlich gelernt –, wenn
jeder OEM und jeder Liefe-
rant nun sein eigenes Sys-
tem für die Digitale Fabrik
aufbauen würde. Sinnvoller-
weise müssen branchenwei-
te Standards entstehen.“
Bild: DC
➔
Titelstory DC
Digitale Fabrik / Strategie
15
Herr Dr. Haller, warum halten Sie das Projekt ,Digitale Fabrik’
für so elementar im Sinne der Wettbewerbs-Fähigkeit?
Durchgängige Digitalisierung – von der Vorentwick-
lung bis hin zum Vertrieb – verkürzt bei uns ebenso
wie bei unseren externen Partnern die Prozesse und
schafft Transparenz. Zurückhaltend geschätzt, rechne
ich damit, durch die Digitale Fabrik Produktions-Pla-
nungsprozesse um bis zu 40 Prozent verkürzen zu
können. Zudem trägt die Digitale Fabrik dazu bei, auch
Neu-Anläufe schneller zu realisieren und die Anlauf-
kurve extrem steil und stabil verlaufen zu lassen.
Datentransfer aber ist doch nichts Neues?
Er erfolgte bislang aber weitgehend manuell auf Basis
verschiedener Systeme sowie uneinheitlicher Daten-
formate. Und fehlende Rückkoppelungen ließen Än-
derung aufwändig und kostspielig werden. Wenn bei-
spielsweise ein Produktionsplaner heute Daten aus
dem CAD extrahiert, dann muss er sie erst mit entspre-
chend viel Aufwand aufbereiten. Mit der Digitalen Fa-
brik wollen wir diese Hürden beseitigen und auch ein
effizientes Änderungsmanagement realisieren.
Stichwort wäre also eine synergetische Daten-Vernetzung?
Seit Jahren schon arbeiten unsere Planungsbereiche –
also die Gewerke- und Fabrikplanung – konsequent
mit für die Digitale Fabrik geeigneten Einzelmodulen.
Jetzt aber kommt es darauf an, dass die Digitale Fabrik
diese Inseln durchgängig vernetzt und alle Daten dau-
erhaft integriert. Das Know-how wird darin stecken,
wie das Datenmanagement alle jeweils notwendigen
Daten durchgängig in der Gesamt-Prozesskette ver-
fügbar und operativ nutzbar aufbereitet.
Lässt sich diese Vernetzung an einem einfachen Beispiel, etwa
einem Kotflügel, darstellen?
Ein Konstrukteur definiert etwa die Form des Kotflü-
gels digital. Zugleich legt er den Werkstoff fest. Per
Rückkopplungen geschieht nun Folgendes: Zunächst
werden die Materialeignung und der Produktionspro-
zess mit digitalen Methoden überprüft. Mit diesen Er-
gebnissen kann dann der Werkzeug-Hersteller das
Werkzeug digital konstruieren und der Pressen-
Lieferant seine Anlage auslegen.
Alle am Planungsprozess Beteiligten kommunizieren
in einheitlichen Datenformaten per definierten Work-
flows miteinander. Und muss nun beispielsweise eine
Werkstoff-Änderung durchgeführt werden, dann
kommt diese Information in Echtzeit beim Werkzeug-
Hersteller ebenso an wie beim Kotflügel-Konstrukteur
und beim Planer der Produktions-Prozesse. Darüber
hinaus wird es automatisiert auch Rückkoppelungen
von Erfahrungswerten aus der laufenden Serie geben,
die dann in den Planungsprozess für das neue Fahr-
zeug einfließen.
Wird die Digitale Fabrik die Freiheit Ihrer Komponenten-,
Maschinen- und Software-Lieferanten einengen?
Im Gegenteil. Da Prozesse, Methoden und Elemente
als verbindliche Standards in der Digitalen Fabrik be-
schrieben und in Datenbanken hinterlegt sind, kön-
nen erste Planungen unter Angabe weniger Parame-
ter weitgehend automatisiert erfolgen. Zeitraubende
Routinen werden in den Rechner verlagert, und es
entstehen spürbare Freiräume für Kreativität bei der
Gestaltung des Produkts und seines Fertigungsprozes-
ses.
Damit zeigt sich bereits in der Konzeptphase, ob und
wie ein Fahrzeug produziert werden könnte. Eventu-
elle Probleme im späteren Fertigungsprozess können
digital erkannt und gelöst werden, lange bevor eine
Anlage oder ein Auto in Hardware aufgebaut werden.
Bereits viel früher erreichen wir so ein reiferes Fahr-
zeug und zugleich eine erheblich bessere Qualität der
künftigen Fertigungsprozesse.
Wie sieht Ihr Zeitplan für die Digitale Fabrik aus?
Aktuell laufen auf der Montageseite die ersten Work-
flows komplett digitalisiert, sodass die Fabrikplanung
damit effizient arbeiten kann. Schon 2005 wollen wir
eine nahezu hundertprozentige Digitalisierung unse-
rer Planungsprozesse erreichen.
ren
Mehr Effizienz durch digitale Welt
Mit einer Workflow-orientiert durchgängig
digitalen Welt will Prof. Dr. Eberhard Haller,
bei Mercedes-Benz der Leiter Produktionspla-
nung Pkw, in seinem eigenen Bereich
die Planungszeit um bis zu 40 Prozent ver-
kürzen. Eine ähnliche Entwicklung erwartet
er durch die Digitale Fabrik auch bei den
Lieferanten.
Prof. Dr. Eberhard Haller, Lei-
ter Produktionsplanung
Mercedes-Benz Pkw: „Wir
sehen die Digitale Fabrik als
globales Projekt. Es integ-
riert bereits in der ersten
Phase auch die Kollegen
von Chrysler und unsere
Auslands-Standorte.“
Bild: AP
➔
Management
Digitale Fabrik
Herr Dr. Menges, das von Ihnen und zwei Partnern 1989 ge-
gründete Software-Unternehmen Delta erwies sich als so
kompetent, dass sich ein Software-Riese wie Dassault enga-
gierte?
Wir hatten uns vom Start weg auf die Datenwelt im
Fabrikbereich spezialisiert, und die Planung effizienter
Produktions-Systeme als unser Geschäft definiert. Wir
entwickelten Software-Tools zur komplett durchgän-
gigen Digitalisierung und Vernetzung von Fertigungs-
Planung, Fertigungs-Simulation und Produktions-
Prozessen...
...die Dassault fehlten?
Ja. Nachdem Dassault mit Catia über eine Software-
Familie zur Produktgestaltung und mit Enovia über
eine für das Verwalten und Verteilen aller Produkt-
Daten entlang des gesamten Produkt-Lebenszyklus
verfügte, fehlte in der Tat der Fabrikbereich.
Delmia bietet keine Planungsleistung an, sondern stellt Tools
für Dienstleister zur Verfügung, die Fabrik-Prozesse planen?
Im Grunde ja, wenngleich auch Delmia Planungsleis-
tungen erbringt. Die jedoch ausschließlich im Sinne
,Realisierung der Digitalen Fabrik’. Und dort bieten
wir unseren Kunden dann Resident Engineers für den
Prozess der Umstellung auf Digitale Fabrik an. Die
analysieren die Fertigungs-Prozesse, definieren sie
neu, damit sie nach der Software-Implementierung
die richtigen und nötigen Abläufe aufweisen.
Und wie hängen Delmia und T-Systems zusammen?
T-Systems arbeitet als Berater. Und seit 1993 erarbei-
tet T-Systems auf Basis des Dassault-Portfolios kom-
plexe Digitalisierungs-Lösungen, die vom Produkt-
Design über die Produktions-Planung bis hin zum Da-
tenmanagement reichen: plan – built – run.
Derzeit realisieren die Automobil-Hersteller der Welt jeder für
sich das Projekt ,Digitale Fabrik’. Daran sollen und müssen im
Sinne der System-Effizienz natürlich die Lieferanten an-
docken. Von CAD her aber fürchtet die Branche zu Recht den
Zwang, nun viele verschiedene Systeme aufbauen, bezahlen
und beherrschen zu müssen?
Alle Beteiligten wissen heute, dass Standort- und Fir-
menübergreifende Standards entstehen müssen, denn
die Branche konnte aus dem CAD-Chaos lernen.
Ein weiterer Aspekt, der gegen eine System-Vielfalt
spricht: Weltweit werden rund 80 Prozent aller Fahr-
zeuge mit Catia entwickelt. Und erst kürzlich, Mitte
März, meldete Toyota, künftig bei der weltweiten
Fahrzeug-Entwicklung die 3D-PLM-Lösung von Das-
sault und IBM, also Catia, Enovia und Delmia, einzu-
setzen. Wer die Digitale Fabrik auf Catia-Basis startet,
wird nichts verschwenden oder verpassen.
Was sehen Sie als Zwänge zur der Digitalen Fabrik?
Alle Automobil-Hersteller werden künftig ihre Pro-
duktpaletten weiter stark ausweiten und damit die
Varianten-Zahl erheblich steigern. Das schlägt 1:1 auf
die Zulieferer durch. Mit den jeweils bestehenden
Mannschaften kann diese Vielfalt nur noch dann ver-
wirklicht und beherrscht werden, wenn dazu innova-
tive und ganz andere Tools verwendet werden. Denn
– so der zweite Zwang – die bestehenden Teams wer-
den mit Sicherheit kaum erweitert, müssen aber
trotzdem in kürzerer Zeit mehr Planungen in besserer
Qualität realisieren.
Und die simple Anschaffung einer Software wird helfen, diese
höchst anspruchsvollen und letztlich zukunftssichernden Zie-
le zu erreichen?
Es geht doch bei der Digitalen Fabrik nicht ausschließ-
lich um Software. Es geht vordergründig um die Suche
nach geeigneteren Arbeitsmethoden. Und erst im Rah-
men dieser Suche geht es dann natürlich auch um
dafür geeignete Werkzeuge, die in verkürzten Zeiträu-
16
Dosiert einführen
Zwar existieren auch einige wenige Inhouse-
Lösungen, den breiten und öffentlich zu-
gänglichen Weltmarkt für Software-Tools
zur Realisierung der Digitalen Fabrik aber
teilen sich nur zwei Anbieter: Delmia und
Tecnomatix. Jede Software für die Digitale
Fabrik sollte – so Delmia-Chef Dr. Raimund
Menges – dosiert, sowie firmen- und
produktspezifisch angepasst werden.
Dr.-Ing. Raimund Menges, Geschäftsführer der Delmia
GmbH in Fellbach: „Wer einen Software-Standard imple-
mentiert, erreicht damit noch gar nichts. Jeder Standard
muss auf die jeweiligen betrieblichen Belange hin modi-
fiziert werden. So wie ein Autofahrer erst Sitz, Spiegel
und Lenkrad auf sich einstellen muss, um mit einem Neu-
wagen richtig fahren zu können.“
Bild: Delmia
➔
Management
Digitale Fabrik
17
men mehr Planungsprozesse in höherer Qualität bei
bestehender Manpower realisieren helfen.
Digitale Fabrik also als Organisations-Methode?
Das wäre viel zu wenig. Im Sinne der soeben skizzier-
ten Zielsetzungen wird es sinnvoll, dass ein Lieferant
das Tool seines Auftraggebers einsetzt, um Format-
Gleichheit herzustellen. Und dank derer kann nun der
eigentliche Trumpf der Digitalen Fabrik ausgereizt
werden: Sie – und nur sie – bereitet das gesamte Pro-
zess-Wissen für alle Beteiligten so transparent auf,
dass kein Kostenziel mehr gefährdet wird. Denn die
Software ermöglicht nicht nur, sehr schnell den Ab-
weichler vom Target-Costing zu ermitteln, sondern
erlaubt durch ihre Simulations-Kompetenz auch die
schnelle und wirtschaftliche Suche nach zielführen-
deren Strategien beziehungsweise Prozessen.
Welche Nutzen-Effekte können Sie aus Ihren bisherigen Pro-
jekten ableiten?
Wie gesagt: ein weitaus besseres Target-Costing, teils
um Stunden verkürzte Fertigungs- und Montagezei-
ten, spürbar steilere Anläufe und eine nachweisbar
gestiegene Qualität in der Prozess-Planung, im Prozess
selbst und beim im Prozess entstehenden Produkt.
Wie lässt sich das bessere Target-Costing konkretisieren?
Unserer Erfahrung nach ermöglicht die sehr enge und
durchgängige Vernetzung von Industrial Engineering
mit der Fertigungs-Planung nicht nur, dass Defizite in
der Planung um bis zu einem Jahr früher erkannt
werden, sondern auch, dass sie sich ohne großen
Kostenaufwand beseitigen lassen.
Sie benutzten vorher das Wort ,Arbeitsmethode’. Sehen Sie al-
so Digitale Fabrik weniger als Technologie-Thema und dafür
mehr als Kopf-Thema?
Ja. Digitale Fabrik integriert die Prozesse, die heute in
vielen Köpfen ablaufen, so eng, dass jeder an der Pro-
duktentstehung Beteiligte sehr schnell Zugriff auf die
komplette Datenwelt nehmen kann. Das ist nichts an-
deres als Simultaneous Engineering, wozu alle aber
möglichst zeitgleich über einen einheitlichen Wis-
senstand verfügen müssen. Dank der Automatik der
Software-Tools werden die Planer nun methodischer,
also präziser, formulieren und definieren.
Können Sie den Nutzen der Digitalen Fabrik in Cent und Euro
bewerten?
Das hielte ich für unseriös. Zumal im deutschen Auto-
mobilbau ja noch kein Modell durchgängig mit der
Systematik der Digitalen Fabrik entstand. Solch ein
Projekt wird erst im Herbst vorliegen.
Auch wenn wir teilweise die Planungsaufwendungen
um bis zu 50 Prozent senken konnten, sehe ich das
nicht als den Punkt des Nutzens. Der Nutzen liegt viel-
mehr darin, dass – wie schon erläutert – nur mit den
Tools und Denkweisen der Digitalen Fabrik die wach-
senden Planungsaufgaben bewältigt werden können.
Warum besteht draußen Angst vor der Digitalen Fabrik?
Unsere Kunden kommen nicht aus Angst, sondern
wegen ihres Wunsches nach besserer Wirtschaftlich-
keit zu uns. Fakt jedoch ist, dass die Tools zur Digita-
len Fabrik Defizite der Planungspartner gnadenlos mit
teils automatisierten Software-Schleifen aufdecken.
Aber gerade in dieser Transparenz sehen unsere Kun-
den eine Chance und nicht eine Gefahr.
Wie viel Geld wird ein Zulieferer in die Hand nehmen müssen,
um die Digitale Fabrik herzustellen?
In Form einer unternehmensweiten Hauruck-Aktion
sollte er es auf keinen Fall versuchen. Er wird auch
nicht die komplexen Umfänge benötigen, wie ein
OEM. Und er sollte nicht in vorauseilendem Gehor-
sam ganz hektisch Digitale Fabrik realisieren wollen.
Ein Mittelständler sollte vielmehr die Digitale Fabrik
in einer Keimzelle starten und von dort aus evoluto-
risch ausweiten. Ein guter Berater kann diese Keim-
zelle zweifelsfrei und höchst unternehmens- wie auch
produktspezifisch erkennen.
Für zwei Arbeitsplätze mit einer im Wesentlichen vor-
figurierten Software sowie zehn bis 20 Manntage für
Schulung, Training und Implementierungs-Beratung
müsste man mit schätzungsweise 50 000 Euro hin-
kommen.
ren
➔
Geboren: 1960
Studium der Luft- und Raumfahrt-Tech-
nik an der Uni Stuttgart
Promotion am Fraunhofer-Institut IAO
1989: Gründung der Delta Industrie In-
formatik GmbH zusammen mit den Part-
nern Dr.-Ing. Klaus Lay und Uwe Rettich.
1999: Nach der Fusion der Delta mit der
Engineering Animation (Iowa/USA) zur
EAI-Delta GmbH: Vice President Europe
der EAI-Delta
2000: Geschäftsführer Delmia GmbH,
Fellbach
Vita Dr.-Ing. Raimund Menges
Delmia im Datenspiegel
Mitarbeiter weltweit: 523. Davon in Asien 140, in den USA/Kanada
185, in D 135 und in Rest Europa 63
Umsatz 2001: k.A.
Automotive-Aktivitäten
10 000 Arbeitsplätze (user) für Digitale Fabrik bei 500 Kunden installiert
Historie
Dassault Systèmes erwarb EAI-Delta im März 2000. Zuvor hatte
Dassault 1997 den amerikanischen Digital Manufacturing-Spezialisten
Deneb Robotics gekauft und 1999 den kanadischen Anbieter von Tech-
nologien zur Menschmodellierung, Safework. Die drei Unternehmen
wurden dann im Juni 2000 zur selbstständigen Dassault-Tochter Delmia
Corp. mit Hauptsitz in Troy/Michigan verschmolzen.